反冲式水轮机发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种反冲式水轮机发电系统，含发电机(1)、主轴(6)、支撑装置和水轮机(13)。本发明专利技术，发电机(1)和水轮机(13)共主轴(6)，没有弯肘式尾水管，涡壳两边对称，消除了引发机振的因素，水力平衡，运行平稳；本发明专利技术，转柱(14)的转动惯量远大于传统水轮机上转轮，发电机输出功率受负载变动的影响较小，发电机运行平稳；本发明专利技术，结构简化，造价低，便于安装，容易调试；本发明专利技术的结构和工作原理，与冲击式水轮机发电机组或反击式水轮机发电机组不同，其是一种新型水轮机发电系统。

【技术实现步骤摘要】
反冲式水轮机发电系统
本专利技术涉及一种反冲式水轮机发电系统，尤其是能够消除产生振动的结构、运行平稳、受负载变动影响小、有别于冲击式和反击式水轮机发电机组的反冲式水轮机发电系统。
技术介绍
当前冲击式或反击式水轮机发电机组，世界各国普遍采用于水力发电中，提供了强大电力，产生了很好的环保效果。但传统水轮机发电机组存在一些严重缺陷，甚至是无法克服的缺陷。其一，大型传统水轮机发电机组结构复杂，造价高，安装和调试均费时费力。其二，水轮机的转动惯量小，负载变动对发电机产生的影响大。其三，进入水轮机的水道两侧不对称，水力不平衡始终存在，因而引发机振很难控制。其四，弯肘式尾水管引发的机振始终存在，也很难消除。其五，大型传统水轮机发电机组，发电机转轴和水轮机转轴对接，共轴线调试难度大。上述缺陷需要通过创新加以克服。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种，能够消除产生振动的结构、运行平稳、受负载变动影响小、有别于冲击式和反击式水轮机发电机组的反冲式水轮机发电系统。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是这样的：一种反冲式水轮机发电系统，含发电机、主轴、支撑装置和水轮机。该主轴，其为竖直长圆柱体，其穿过机房地板上的圆形地板孔，其轴线与该地板孔的轴线重合，其上部为实心，其下部含圆柱形内腔。该内腔，其轴线与该主轴的轴线重合，其上部腔壁的周围开有a个矩形径向进水口，这a个进水口环绕其轴线均匀分布；该内腔，其下部有b圈内插孔，任意一圈内插孔含c个径向圆形内插孔，这c个内插孔环绕其轴线均匀分布；这b圈内插孔中，相邻两圈内插孔之间的距离相等；该主轴上共有bc个内插孔；所述c为偶数，下同。该支撑装置含底板、底筒、滚珠、基座和下轴承。该基座，其位于该机房地板上地板孔的正下方，其上表面水平。该底板，其为厚实水平圆板，其外径大于该主轴的外径，其上表面与该主轴的下端面固定连接，其轴线与该主轴的轴线重合，其下表面上有d个圆环形上滚珠槽，其轴线与这d个上滚珠槽的轴线均重合；这d个上滚珠槽中，相邻两上滚珠槽之间的径向距离都等于最里上滚珠槽的半径。该底筒，其为厚实竖直有底圆筒，其内径等于或大于该底板的外径，其竖直轴线与该主轴的轴线重合，其筒底面与该基座的上表面固定连接，其筒底的上表面上有d个圆环形下滚珠槽，其轴线与这d个下滚珠槽的轴线均重合；这d个下滚珠槽中，相邻两下滚珠槽之间的径向距离等于最里下滚珠槽的半径，且这最里下滚珠槽的半径等于该底板上最里上滚珠槽的半径。该底板连同该主轴的下端落座在该底筒的内腔中，该底板上的d个上滚珠槽分别与该底筒上的d个下滚珠槽对置，在相互对置的上滚珠槽和下滚珠槽中放置多个滚珠。该下轴承，其内圈的内圆周表面与相应位置的该主轴下端附近的外圆周表面固定连接，其外圈的外圆周表面与相应位置的该底筒筒口附近的内圆周表面固定连接。该发电机含转子、定子、机壳、上轴承和中轴承。该转子，其位于该地板孔的上方，其固定套装在该主轴的上部，其轴线与该主轴的轴线重合。该定子，其套装在该转子外圆周表面的周围，其轴线与该主轴的轴线重合，其安装在该机壳内且与该机壳固定连接。该机壳，其上端有上圆孔，其下端有下圆孔，其落座在该机房地板上，且与该机房地板固定连接；该上圆孔或该下圆孔的轴线与该主轴的轴线重合。该上轴承，其外圈的外圆周表面与相应位置的该机壳上圆孔的内圆周表面固定连接，其内圈的内圆周表面与相应位置的该主轴上端附近的外圆周表面固定连接。该中轴承，其外圈的外圆周表面与相应位置的该机壳下圆孔的内圆周表面固定连接，其内圈的内圆周表面与相应位置的该上轴承下方的该主轴的外圆周表面固定连接。该水轮机含转柱、涡壳、上止漏环、下止漏环和输水管。该转柱，其为圆柱体，其固定套装在该主轴的下部，其轴线与该主轴的轴线重合，其将该主轴上的bc个内插孔全部封盖，其上有b层外插孔，这b层外插孔分别与这b圈内插孔的高度对应，任意一层外插孔含c个径向外插孔，这c个外插孔环绕其轴线均匀分布，且分别与该主轴上相应圈的c个内插孔相通；该转柱上共有bc个外插孔，且每个外插孔的内径均等于内插孔的内径。该转柱，其上安装bc个内管和bc个喷管，其能竖直通过该机房地板上的地板孔。这bc个内管，其里端分别以紧配合方式插入该转柱的bc个外插孔和该主轴上的bc个内插孔中，其外端均从该转柱的圆周表面伸出后，分别与bc个切向的喷管的一端圆滑固定连接，这bc个喷管的另一端喷出的水流的反作用力的力矩能使该转柱沿同一方向旋转。该涡壳，其环绕该主轴上a个进水口，其隔着该上止漏环和该下止漏环环抱在该主轴上，其两侧对称，其不能沿该主轴的轴向移动，也不绕该主轴的轴线转动，但其又不妨碍该主轴的转动，其内的水受该上止漏环和该下止漏环的密封作用，不能沿该主轴的外圆周表面泄漏，只能通过这a个进水口6b进到该主轴的内腔中。两输水管，其一端分别与该涡壳的两侧固定连通，其另一端分别与堤坝总水管连通，其上各安装一个控制阀。水库中的高压水流，依次通过总水管、这两输水管和该涡壳，再经该主轴上a个进水口流进该主轴上内腔中，然后通过该转柱上bc个内管后从bc个喷管喷出，喷出水流的反作用力的力矩推动该转柱连同该主轴旋转，该主轴驱动该发电机的转子同步旋转，该发电机定子上定子绕组切割磁感线而发电。该反冲式水轮机发电系统，其结构和工作原理与冲击式水轮机发电机组或反击式水轮机发电机组不同，其为一种新型水轮机发电机组。该反冲式水轮机发电系统，发电机和水轮机共主轴，没有弯肘式尾水管，涡壳两边对称，水力平衡，振动显著减小。转柱的转动惯量远大于传统水轮机上转轮，负载的波动对该反冲式水轮机发电系统造成的影响小。采用这样的结构后，由于发电机和水轮机共轴，结构简化、坚固，便于安装，容易调试，造价较低。采用这样的结构后，由于主轴的上、中、下三个部位分别安装上轴承、中轴承和下轴承，可有效防止主轴弯曲，又能消除振动。采用这样的结构后，由于涡壳两侧对称，水力平衡，消除了传统水轮机发电系统水力不平衡引起的振动。采用这样的结构后，主轴的下端安装底板，底板又安装在底筒上，由于底板的外径大于主轴的外径，底筒的外径又大于底板的外径，主轴不是直接落座在基座上，而是底筒落座于基座，使得压强大大减小，因而结构坚固。采用这样的结构后，由于使用了上轴承、中轴承和下轴承，由于底板下表面接触多个滚珠，系统受的主要摩擦力均为滚动摩擦力，因而磨损小，工作寿命长。采用这样的结构后，由于两输水管上各安装一个控制阀，通过调节控制阀容易消除水力不平衡引起的振动。采用这样的结构后，由于采用落座式，解决了转柱质量大不宜采用悬挂式的技术难题。采用这样的结构后，由于反冲式水轮机发电系统上没有弯肘式尾水管，出水水力平衡，有效减小了振动。采用这样的结构后，由于转柱的转动惯量远大于传统水轮机上转轮，因而反冲式水轮机发电系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反冲式水轮机发电系统，其特征在于：/n所述反冲式水轮机发电系统，含发电机(1)、主轴(6)、支撑装置和水轮机(13)；/n所述主轴(6)，其为竖直长圆柱体，其穿过机房地板(5)上的圆形地板孔(5a)，其轴线与所述地板孔(5a)的轴线重合，其上部为实心，其下部含圆柱形内腔(6a)；/n所述内腔(6a)，其轴线与所述主轴(6)的轴线重合，其上部腔壁的周围开有a个矩形径向进水口(6b)，这a个进水口(6b)环绕其轴线均匀分布；所述内腔(6a)，其下部有b圈内插孔(6c)，任意一圈内插孔(6c)含c个径向圆形内插孔(6c)，这c个内插孔(6c)环绕其轴线均匀分布；这b圈内插孔(6c)中，相邻两圈内插孔(6c)之间的距离相等；所述主轴(6)上共有bc个内插孔(6c)；所述c为偶数，下同；/n所述支撑装置含底板(7)、底筒(8)、滚珠(9)、基座(10)和下轴承(12)；/n所述基座(10)，其位于所述机房地板(5)上地板孔(5a)的正下方，其上表面水平；/n所述底板(7)，其为厚实水平圆板，其外径大于所述主轴(6)的外径，其上表面与所述主轴(6)的下端面固定连接，其轴线与所述主轴(6)的轴线重合，其下表面上有d个圆环形上滚珠槽(7a)，其轴线与这d个上滚珠槽(7a)的轴线均重合；这d个上滚珠槽(7a)中，相邻两上滚珠槽(7a)之间的径向距离都等于最里上滚珠槽(7a)的半径；/n所述底筒(8)，其为厚实竖直有底圆筒，其内径等于或大于所述底板(7)的外径，其竖直轴线与所述主轴(6)的轴线重合，其筒底面与所述基座(10)的上表面固定连接，其筒底的上表面上有d个圆环形下滚珠槽(8a)，其轴线与这d个下滚珠槽(8a)的轴线均重合；这d个下滚珠槽(8a)中，相邻两下滚珠槽(8a)之间的径向距离等于最里下滚珠槽(8a)的半径，且这最里下滚珠槽(8a)的半径等于所述底板(7)上最里上滚珠槽(7a)的半径；/n所述底板(7)连同所述主轴(6)的下端落座在所述底筒(8)的内腔中，所述底板(7)上的d个上滚珠槽(7a)分别与所述底筒(8)上的d个下滚珠槽(8a)对置，在相互对置的上滚珠槽(7a)和下滚珠槽(8a)中放置多个滚珠(9)；/n所述下轴承(12)，其内圈的内圆周表面与相应位置的所述主轴(6)下端附近的外圆周表面固定连接，其外圈的外圆周表面与相应位置的所述底筒(8)筒口附近的内圆周表面固定连接；/n所述发电机(1)含转子(2)、定子(3)、机壳(4)、上轴承(11a)和中轴承(11b)；/n所述转子(2)，其位于所述地板孔(5a)的上方，其固定套装在所述主轴(6)的上部，其轴线与所述主轴(6)的轴线重合；/n所述定子(3)，其套装在所述转子(2)外圆周表面的周围，其轴线与所述主轴(6)的轴线重合，其安装在所述机壳(4)内且与所述机壳(4)固定连接；/n所述机壳(4)，其上端有上圆孔(4a)，其下端有下圆孔(4b)，其落座在所述机房地板(5)上，且与所述机房地板(5)固定连接；所述上圆孔(4a)或所述下圆孔(4b)的轴线与所述主轴(6)的轴线重合；/n所述上轴承(11a)，其外圈的外圆周表面与相应位置的所述机壳(4)上圆孔(4a)的内圆周表面固定连接，其内圈的内圆周表面与相应位置的所述主轴(6)上端附近的外圆周表面固定连接；/n所述中轴承(11b)，其外圈的外圆周表面与相应位置的所述机壳(4)下圆孔(4b)的内圆周表面固定连接，其内圈的内圆周表面与相应位置的所述上轴承(11a)下方的所述主轴(6)的外圆周表面固定连接；/n所述水轮机(13)含转柱(14)、涡壳(17)、上止漏环(18)、下止漏环(19)和输水管(20)；/n所述转柱(14)，其为圆柱体，其固定套装在所述主轴(6)的下部，其轴线与所述主轴(6)的轴线重合，其将所述主轴(6)上的bc个内插孔(6c)全部封盖，其上有b层外插孔(14a)，这b层外插孔(14a)分别与这b圈内插孔(6c)的高度对应，任意一层外插孔(14a)含c个径向外插孔(14a)，这c个外插孔(14a)环绕其轴线均匀分布，且分别与所述主轴(6)上相应圈的c个内插孔(6c)相通；所述转柱(14)上共有bc个外插孔(14a)，且每个外插孔(14a)的内径均等于内插孔(6c)的内径；/n所述转柱(14)，其上安装bc个内管(15)和bc个喷管(16)，其能竖直通过所述机房地板(5)上的地板孔(5a)；/n这bc个内管(15)，其里端分别以紧配合方式插入所述转柱(14)的bc个外插孔(14a)和所述主轴(6)上的bc个内插孔(6c)中，其外端均从所述转柱(14)的圆周表面伸出后，分别与bc个切向的喷管(16)的一端圆滑固定连接，这bc个喷管(16)的另一端喷出的水流的反作用力的力矩能使所述转柱(14)沿同一方向旋转；/n所述...

【技术特征摘要】
1.一种反冲式水轮机发电系统，其特征在于：
所述反冲式水轮机发电系统，含发电机(1)、主轴(6)、支撑装置和水轮机(13)；
所述主轴(6)，其为竖直长圆柱体，其穿过机房地板(5)上的圆形地板孔(5a)，其轴线与所述地板孔(5a)的轴线重合，其上部为实心，其下部含圆柱形内腔(6a)；
所述内腔(6a)，其轴线与所述主轴(6)的轴线重合，其上部腔壁的周围开有a个矩形径向进水口(6b)，这a个进水口(6b)环绕其轴线均匀分布；所述内腔(6a)，其下部有b圈内插孔(6c)，任意一圈内插孔(6c)含c个径向圆形内插孔(6c)，这c个内插孔(6c)环绕其轴线均匀分布；这b圈内插孔(6c)中，相邻两圈内插孔(6c)之间的距离相等；所述主轴(6)上共有bc个内插孔(6c)；所述c为偶数，下同；
所述支撑装置含底板(7)、底筒(8)、滚珠(9)、基座(10)和下轴承(12)；
所述基座(10)，其位于所述机房地板(5)上地板孔(5a)的正下方，其上表面水平；
所述底板(7)，其为厚实水平圆板，其外径大于所述主轴(6)的外径，其上表面与所述主轴(6)的下端面固定连接，其轴线与所述主轴(6)的轴线重合，其下表面上有d个圆环形上滚珠槽(7a)，其轴线与这d个上滚珠槽(7a)的轴线均重合；这d个上滚珠槽(7a)中，相邻两上滚珠槽(7a)之间的径向距离都等于最里上滚珠槽(7a)的半径；
所述底筒(8)，其为厚实竖直有底圆筒，其内径等于或大于所述底板(7)的外径，其竖直轴线与所述主轴(6)的轴线重合，其筒底面与所述基座(10)的上表面固定连接，其筒底的上表面上有d个圆环形下滚珠槽(8a)，其轴线与这d个下滚珠槽(8a)的轴线均重合；这d个下滚珠槽(8a)中，相邻两下滚珠槽(8a)之间的径向距离等于最里下滚珠槽(8a)的半径，且这最里下滚珠槽(8a)的半径等于所述底板(7)上最里上滚珠槽(7a)的半径；
所述底板(7)连同所述主轴(6)的下端落座在所述底筒(8)的内腔中，所述底板(7)上的d个上滚珠槽(7a)分别与所述底筒(8)上的d个下滚珠槽(8a)对置，在相互对置的上滚珠槽(7a)和下滚珠槽(8a)中放置多个滚珠(9)；
所述下轴承(12)，其内圈的内圆周表面与相应位置的所述主轴(6)下端附近的外圆周表面固定连接，其外圈的外圆周表面与相应位置的所述底筒(8)筒口附近的内圆周表面固定连接；
所述发电机(1)含转子(2)、定子(3)、机壳(4)、上轴承(11a)和中轴承(11b)；
所述转子(2)，其位于所述地板孔(5a)的上方，其固定套装在所述主轴(6)的上部，其轴线与所述主轴(6)的轴线重合；
所述定子(3)，其套装在所述转子(2)外圆周表面的周围，其轴线与所述主轴(6)的轴线重合，其安装在所述机壳(4)内且与所述机壳(4)固定连接；
所述机壳(4)，其上端有上圆孔(4a)，其下端有下圆孔(4b)，其落座在所述机房地板(5)上，且与所述机房地板(5)固定连接；所述上圆孔(4a)或所述下圆孔(4b)的轴线与所述主轴(6)的轴线重合；
所述上轴承(11a)，其外圈的外圆周表面与相应位置的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新亚，
申请(专利权)人：李新亚，
类型：发明
国别省市：湖南;43